Atmosfere giren sera gazlarının ana kaynakları. Sera gazı emisyonlarının kaynakları

Ana sera gazlarından biri karbondioksit - karbondioksittir (CO2). Yakın zamana kadar rolü gereğinden fazla vurgulanıyordu; sera etkisine olan katkının neredeyse yarısı ona atfedildi. Ancak artık bu tahminin fazla tahmin edildiği sonucuna vardık.

Son yıllarda atmosferdeki yıllık CO2 birikiminin %0,4 olduğu araçsal olarak kanıtlanmıştır. 20. yüzyılın başından beri. atmosferdeki CO2 seviyesi %31 arttı. Bu değer sıcaklığın arttırılması için gereklidir. En iyimser senaryoya göre sıcaklıklar önümüzdeki yüzyılda 1,5-2°C, en kötümser senaryoya göre ise neredeyse 6°C artacak.

Her yıl antropojenik kaynaklardan atmosfere 6 milyar ton karbondioksit giriyor, bunun 3 milyar tonu fotosentez süreçlerinde bitki örtüsü tarafından emiliyor ve geri kalan 3 milyar tonu birikiyor. Son 100 yılda insan hatasından kaynaklanan toplam birikim miktarı yaklaşık 170 milyar ton civarındadır. Verilen verileri, doğal süreçler sonucu her yıl atmosfere giren 190 milyar ton karbondioksitle karşılaştırarak değerlendirmek gerekir. Bazı Rus bilim adamlarının tahminlerine göre antropojenik faaliyetlerin küresel ısınmaya katkısı yalnızca %10-15 olup, geri kalanı küresel doğal döngülerden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, sera gazı emisyonlarını azaltmaya yönelik insan çabalarının yaklaşmakta olan ısınmayı önemli ölçüde yavaşlatması pek olası değil.

CO 2 konsantrasyonundaki artış biyosfer için ölüm anlamına gelmez. Milyonlarca yıl önce Karbonifer döneminde CO2 konsantrasyonu şimdikinden 10 kat daha yüksekti. Bu dönemde bitki örtüsü çılgınca gelişti, ağaçlar büyük boyutlara ulaştı. Ancak koşullar insan nüfusu için elverişsizdi. İnsanlar için atmosferdeki maksimum CO2 içeriği düzeyi belirlenmemiştir.

CO 2'nin atmosferde birikmesinin nedenleri hakkında farklı hipotezler bulunmaktadır. İlk ve en yaygın bakış açısına göre karbondioksit, organik yakıtın yanması sonucu atmosferde birikir. İkinci hipotez, CO2 içeriğindeki artışın ana nedeninin Sibirya ve Kuzey Amerika topraklarındaki mikrobiyal toplulukların işlevsizliği olduğunu düşünüyor. Hipotezin seçimi ne olursa olsun, karbondioksit birikimi giderek artan bir ölçekte meydana geliyor.

Metan, nitrojen oksitler ve su buharı gibi sera gazlarının iklim üzerinde büyük etkisi vardır.

Yakın zamana kadar hafife alınıyordu metanın rolü(SN4). Sera etkisine aktif olarak katılmaktadır. Ayrıca 15-20 km yüksekliğe yükselen metan, güneş ışığının etkisiyle hidrojen ve karbona ayrışır, bu da oksijenle birleştiğinde karbondioksit oluşturur. Bu da sera etkisini daha da artırıyor.

Doğada CH4, organik maddenin çürümesi sırasında bataklıklarda oluşur; buna bataklık gazı da denir. Metan ayrıca tropik bölgelerdeki geniş mangrov ormanlarında da ortaya çıkar. Biyotanın tahrip olması nedeniyle dünyada CH 4 konsantrasyonunda bir artış meydana gelmektedir. Ayrıca karadaki ve okyanus tabanındaki tektonik faylardan atmosfere giriyor.

Antropojenik metan emisyonları, mineral kaynaklarının araştırılması ve çıkarılması, mineral yakıtların termik santrallerde ve organik yakıtların araçların içten yanmalı motorlarında yanması ve hayvancılık çiftliklerine salınması ile ilişkilidir. Azotlu gübre kullanımı, pirinç ekimi, belediye atıklarının boşaltılması, doğal gazın sızıntısı ve eksik yakılması da güçlü sera gazları olan metan ve nitrojen oksit emisyonlarının artmasına neden oluyor. Enstrümantal verilere göre atmosferdeki CH4 içeriği yılda% 1 artmaktadır. Son 100 yılda büyüme %145 oldu.

Azot oksitler atmosferde yılda% 0,2 oranında birikiyor ve yoğun endüstriyel gelişme döneminde toplam birikim yaklaşık% 15 idi. Azot oksit içeriğindeki artış, tarımsal faaliyetlerden ve ormanların büyük ölçüde tahrip edilmesinden kaynaklanmaktadır.

Dünyadaki iklimin hızla ısınması, doğadaki su döngüsünün hızlanmasına, su yüzeylerinden buharlaşmanın artmasına ve bu da birikime katkıda bulunmasına neden olur. su buharı atmosferde sera etkisi artıyor. Bazı bilim adamlarına göre sera etkisinin yaklaşık %60'ı su buharından kaynaklanmaktadır. Troposferde ne kadar çok varsa, sera etkisi o kadar güçlü olur ve konsantrasyonları da yüzey sıcaklıklarına ve su yüzeyinin alanına bağlıdır.

Sovyet iklim bilimci ve meteorolog Mikhail Ivanovich Budyko, 1962'de, özellikle 20. yüzyılın ikinci yarısında artan insanlık tarafından büyük miktarda çeşitli yakıtların yakılmasının kaçınılmaz olarak bir artışa yol açacağına dair fikirleri yayınlayan ilk kişiydi. atmosferdeki karbondioksit içeriğinde. Ve bilindiği gibi güneş ve derin ısının Dünya yüzeyinden uzaya salınmasını geciktiriyor, bu da cam seralarda gözlemlediğimiz etkiye yol açıyor. Bu sera etkisi sonucunda atmosferin yüzey tabakasının ortalama sıcaklığının giderek artması gerekmektedir. M. I. Budyko'nun sonuçları Amerikalı meteorologların ilgisini çekti. Hesaplamalarını kontrol ettiler, kendileri çok sayıda gözlem yaptılar ve altmışlı yılların sonuna gelindiğinde Dünya atmosferinde sera etkisinin var olduğu ve büyümekte olduğu konusunda kesin bir kanaate vardılar.

Dünyanın ısı dengesi üzerindeki tahmini etkilerine göre ana sera gazları su buharı, karbondioksit, metan, ozon ve nitröz oksittir.

Pirinç. 3. Sera gazı emisyonlarının ülkelere göre yapısı

Su buharı en önemli doğal sera gazıdır ve güçlü bir pozitif geri besleme ile sera etkisine önemli katkı sağlar. Hava sıcaklığındaki bir artış, bağıl nemi korurken atmosferin nem içeriğinde bir artışa neden olur, bu da sera etkisinin artmasına neden olur ve dolayısıyla hava sıcaklığının daha da artmasına katkıda bulunur. Su buharının etkisi, artan bulutluluk ve yağıştaki değişikliklerle de kendini gösterebilir. İnsan ekonomik faaliyeti su buharı emisyonlarına %1'den az katkıda bulunur.

Karbondioksit (CO2) . Sera etkisinin oluşmasında su buharının yanı sıra karbondioksit de en önemli rolü oynuyor. Gezegensel karbon döngüsü karmaşık bir sistemdir; farklı karakteristik zamanlarda işleyişi, farklı CO2 döngüsü oranlarına karşılık gelen çeşitli süreçler tarafından belirlenir. Azot ve su buharı gibi karbondioksit de üst mantonun ve yer kabuğunun gazının alınması sırasında gezegenin derin katmanlarından atmosfere girdi ve girmeye devam ediyor. Atmosfer havasının bu bileşenleri, volkanik patlamalar sırasında atmosfere salınan, yer kabuğundaki derin çatlaklardan ve sıcak su kaynaklarından salınan gazlar arasındadır.

Pirinç. 4. 1990'larda gezegenin bölgelerine göre karbondioksit emisyonlarının yapısı

Metan (CH4). Metan sera gazı. Karbondioksitin iklim üzerindeki etkisinin derecesi geleneksel olarak bir olarak alınırsa, metanın sera etkisi 23 birim olacaktır. Atmosferdeki metan seviyeleri son iki yüzyılda çok hızlı bir şekilde arttı. Şimdi modern atmosferdeki ortalama metan CH4 içeriğinin 1,8 ppm olduğu tahmin edilmektedir ( milyonda parça, milyonda parça). Güneşle ısınan Dünya tarafından yayılan ısının yayılmasına ve tutulmasına katkısı, CO2'den önemli ölçüde daha yüksektir. Ek olarak metan, diğer sera gazlarına karşı şeffaf olan spektrumun "pencerelerinde" Dünya'nın radyasyonunu emer. Sera gazları (CO2, su buharı, metan ve diğer bazı yabancı maddeler) olmasaydı, Dünya yüzeyindeki ortalama sıcaklık yalnızca –23°C olurdu, ama şimdi yaklaşık +15°C. Metan yer kabuğundaki çatlaklardan okyanusun dibine sızıyor ve madencilik sırasında ve ormanların yakılması sırasında önemli miktarlarda açığa çıkıyor. Son zamanlarda, tamamen beklenmedik yeni bir metan kaynağı keşfedildi - daha yüksek bitkiler, ancak oluşum mekanizmaları ve bu sürecin bitkiler için önemi henüz açıklığa kavuşturulmadı.

Nitrik oksit (N2O), Kyoto Protokolü kapsamında üçüncü en önemli sera gazıdır. Mineral gübrelerin üretiminde ve kullanımında, kimya endüstrisinde, tarımda vb. salınır. Küresel ısınmanın yaklaşık %6’sından sorumludur.

Troposferik ozon, ben Bir sera gazı olan troposferik ozon (trop. O3), hem Dünya'dan uzun dalga radyasyonu hem de Güneş'ten kısa dalga radyasyonunu emerek ve diğer gazların konsantrasyonlarını değiştiren kimyasal reaksiyonlar yoluyla iklim üzerinde doğrudan etkiye sahiptir. sera gazları, örneğin metan (trop. O3, sera gazlarının önemli bir oksitleyicisinin - radikal - OH'nin oluşumu için gereklidir). Yolların konsantrasyonunun arttırılması. 18. yüzyılın ortalarından bu yana O3, CO2 ve CH4'ten sonra Dünya atmosferi üzerindeki üçüncü en büyük pozitif ışınım etkisi olmuştur. Genel olarak parkurların içeriği. Troposferdeki O3, hem doğal hem de antropojenik kökenli ozon öncüllerini içeren kimyasal reaksiyonlar sırasında oluşma ve yok olma süreçlerinin yanı sıra stratosferden (içeriğinin çok daha yüksek olduğu) ozon transfer süreçleriyle belirlenir ve Ozonun dünya yüzeyi tarafından emilmesi. Yolun ömrü. O3 - birkaç aya kadar, diğer sera gazlarından (CO2, CH4, N2O) önemli ölçüde daha azdır. Yolların yoğunlaşması. O3 zamana, mekana ve rakıma göre önemli ölçüde değişiklik gösterir ve izlenmesi, atmosferdeki iyi karışmış sera gazlarının izlenmesinden çok daha zordur.

Bilim adamları, insan faaliyetlerinden kaynaklanan atmosferik emisyonların atmosferdeki sera gazı konsantrasyonunda önemli bir artışa yol açtığı konusunda net bir sonuca vardılar. Bilgisayar modelleri kullanılarak yapılan hesaplamalara dayanarak, sera gazlarının atmosfere girme oranının mevcut hızı devam ederse, yalnızca 30 yıl içinde dünya çapında ortalama sıcaklığın yaklaşık 1° artacağı gösterildi. Bu, paleoiklim verilerine göre sıcaklıkta alışılmadık derecede büyük bir artıştır. Uzman tahminlerinin görünüşe göre biraz hafife alındığına dikkat edilmelidir. Bir takım doğal süreçlerin bir sonucu olarak ısınmanın artması muhtemeldir. Tahmin edilenden daha fazla ısınma, ısınan okyanusun atmosferden tahmini karbondioksit miktarını absorbe edememesi nedeniyle olabilir.

Sayısal modellemenin sonuçları, önümüzdeki yüzyılda ortalama küresel sıcaklığın her 10 yılda 0,3°C artacağını da gösteriyor. Sonuç olarak, 2050 yılına gelindiğinde (sanayi öncesi dönemlere kıyasla) 2°C, 2100 yılına gelindiğinde ise 4°C artabilir. Küresel ısınmaya artan yağışların (2030'a kadar yüzde birkaç oranında) yanı sıra deniz seviyelerinde bir artışın (2030'a kadar - 20 cm ve yüzyılın sonuna kadar - 65 cm) eşlik etmesi gerekiyor.

Sera gazları görünür aralıkta yüksek şeffaflığa ve uzak kızılötesi aralıkta yüksek emilime sahip gazlardır. Sera gazının atmosferde bulunması, sera etkisinin oluşmasının temel nedeni olup, bu da gezegende önemli iklim değişikliğine yol açmaktadır. Son zamanlarda iklimin ısınma yönünde değişmesi nedeniyle gezegenimizde sera etkisi oldukça şiddetli hissediliyor. Gezegendeki sera etkisi olgusu, güneş ışınlarının şeffaf bir duvar ve çatıdan geçerek toprağı ısıtarak seradaki hava sıcaklığını arttırdığı sıradan bir bahçe serası prensibine benzer. Seranın tasarımı sayesinde içindeki yüksek hava sıcaklığı korunur. Aynı şey Dünya'da da oluyor. Sera gazlarının atmosfere emisyonları, gezegen üzerinde güneş ışınlarını iletebilen maddelerden oluşan belirli bir kabuğun oluşmasına yol açar. Böylece bu kabuk, tıpkı bir serada olduğu gibi gezegendeki ısıyı tutabilmektedir.

Büyüyen bitkiler için ısı tasarrufunun etkisi olumlu koşullardır, ancak gezegene onarılamaz zararlar verebilir.

Dünya atmosferine salınan sera gazları şunları içerir:

  • karbondioksit;
  • su buharı;
  • metan;
  • ozon;
  • freonlar;
  • diğer gazlar (hidroflorokarbonlar, perflorokarbonlar, kükürt heksaflorür ve diğerleri. Sera etkisinin oluşumunda da yer alan bu tür gazların yaklaşık 30 türü vardır).

Tüm sera gazları oluşum şekillerine göre iki türe ayrılır:

  1. Doğal gazlar;
  2. Antropojenik maddeler.

İlk tip kendisi adına konuşur. Bu tür gazların oluşumu yeryüzünde meydana gelen doğal süreçlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Bunlar, örneğin nehirlerden ve rezervuarlardan gelen suyun güneş ışığının etkisi altında buharlaştığı su buharını içerir. Bu süreçler doğal olduğundan gidişatını etkilemek mümkün değildir. Ayrıca Dünya ekolojisine gözle görülür bir zarar vermezler.

Antropojenik maddeler, doğal gazlardan farklı olarak insan faaliyetleri sırasında üretilir. Bu durumda sera gazı emisyonları atmosfere ve dolayısıyla gezegenin ekolojisine onarılamaz zararlar verir. Antropojenik maddelerin oluşumu insan faaliyetinin bir sonucu olduğundan, bu durumda sera gazı emisyonlarının hacmi, Dünya'daki ekolojiyi iyileştirmeyi amaçlayan belirli önlemler alınarak kontrol edilebilir.

Zararlı sera gazlarının oluşumunun çok sayıda kaynağının bulunduğunu belirtmekte fayda var. Ancak emisyonlarını kontrol eden uzmanlara göre en büyük miktarda antropojenik madde, fosil yakıtların işlenmesi ve tüketilmesi sonucunda atmosfere salınıyor. Bu kategori tüm sera gazlarının oluşumunun yaklaşık %82-88'ini oluşturur. Yakıt işleme, üretim döngüsü için bir tür hammaddeyi ısıtmanın gerekli olduğu birçok işletmede gerçekleştirilmektedir. Bu kategori aynı zamanda egzoz gazlarını atmosfere yayan içten yanmalı motorlarla çalışan araçları da içerir.

Atmosfere yayılan zararlı gazların oluşum miktarında ikinci sırada, ormansızlaşma sonucu oluşan, özellikle tropikal olan biyokütlenin yakılması işlemleri yer almaktadır. Gerçek şu ki, bu süreç büyük miktarlarda karbondioksit oluşumuyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu faaliyetler sonucunda atmosfer %10-12 oranında sera gazları ile yenilenmektedir.

Antropojenik maddelerin geri kalan yüzde birkaçı, metal, çimento, polimer ve diğer malzemelerin üretiminde yer alan endüstriyel işletmelerin faaliyetleri sonucunda oluşmaktadır. Bu tür endüstriler diğer tüm kirliliğin yaklaşık %2'sini oluşturur.

Böylece insanın evrimi, gezegendeki ekolojinin önemli ölçüde bozulmasına ve çevreye ciddi zararlara yol açmaktadır. Şu anda, çevreyi korumayı ve sera gazı emisyonlarını azaltmayı amaçlayan daha fazla mevzuat ve teknoloji ortaya çıkıyor. Böylece, 1997 yılında Japonya, tüm imzacı ülkelerin sera gazı emisyonlarını dengelemesini veya azaltmasını zorunlu kılan Kyoto Protokolünü kabul etti. Protokol hükümleri 2020 yılına kadar geçerlidir. Bu belgeye göre tüm AB ülkelerinin atmosfere salınan sera gazı miktarını en az yüzde 8, ABD'nin yüzde 7, Japonya'nın yüzde 6, Rusya ve Ukrayna'nın endüstriyel üretimi istikrara kavuşturması ve artışını önlemesi gerekiyor. Sera gazı emisyonlarının azaltılması, gezegendeki çevresel durumu önemli ölçüde iyileştirecek ve erken küresel ısınmayı önleyecektir.

Dolayısıyla uygulanması bunun yapılmasına izin verecek belirli önlemler var. Bu önlemler Kyoto Protokolünde de belirtilmiştir. Bunlar şunları içerir:

  1. Endüstriyel işletmelerin iyileştirilmesi ve verimliliklerinin arttırılması. Bu nokta, artan sera gazı emisyonlarıyla mücadele yolundaki temel noktadır.
  2. Gezegeni yeşillendirmek. Belgeyi imzalayan ülkeler, kendi topraklarındaki ormancılık hacmini artırmanın yanı sıra yeniden ağaçlandırmayı teşvik etmekle yükümlüdür;
  3. Yenilenebilir enerji kaynakları ve karbondioksit emme teknolojileri alanında her türlü araştırmanın teşvik edilmesi;
  4. Aktif olarak çevre dostu teknolojilere geçiş yapan sanayi vergi mükelleflerine fayda ve kolaylık sağlamak, ayrıca yeniden ağaçlandırmayı teşvik etmek ve gezegendeki çevresel durumu iyileştirmeyi amaçlayan diğer önlemleri uygulamak;
  5. Elektrikli araç üretiminin teşvik edilmesinin yanı sıra daha çevre dostu yakıtlara geçişin de dahil olduğu araç egzoz gazı emisyonlarının sınırlandırılması.

Ayrıca atmosfere sera gazı emisyonlarının azaltılmasına ve çevresel durumun iyileştirilmesine yönelik ek önlemler şunlardır:

  1. Verimsiz elektrik kullanımının ortadan kaldırılması;
  2. Doğal kaynakların verimliliğinin artırılması;
  3. Orman yangınlarının zamanında önlenmesi;
  4. Yenilenebilir veya karbon dışı enerji kaynaklarının kullanımının tanıtılması;
  5. Su kaynaklarının akılcı olmayan kullanımının azaltılması;

Sera gazı, pratik olarak Dünya'nın termal radyasyonunu iletmeyen çeşitli şeffaf atmosferik gazların bir karışımıdır. Konsantrasyonlarındaki artış küresel ve geri dönüşü olmayan iklim değişikliğine yol açmaktadır. Ana sera gazlarının birkaç türü vardır. Her birinin atmosferindeki konsantrasyon, termal etkiyi kendi yöntemiyle etkiler.

Ana türler

En önemli sera gazları arasında yer alan çeşitli gaz halindeki maddeler vardır:

  • su buharı;
  • karbondioksit;
  • nitröz oksit;
  • metan;
  • freonlar;
  • PFC'ler (perflorokarbonlar);
  • HFC'ler (hidroflorokarbonlar);
  • SF6 (kükürt heksaflorür).

Sera etkisine yol açan yaklaşık 30 tane tespit edildi. Maddeler, bir molekül üzerindeki etkinin miktarına ve gücüne bağlı olarak Dünyanın termal süreçlerini etkiler. Atmosferdeki oluşumlarının niteliğine göre sera gazları doğal ve antropojenik olarak ikiye ayrılır.

su buharı

Yaygın bir sera gazı, Dünya atmosferindeki miktarının karbondioksit konsantrasyonunu aşmasıdır. Su buharı doğal bir kökene sahiptir: dış faktörler ortamdaki artışını etkileyemez. Dünyadaki okyanusların ve havanın sıcaklığı, su buharlaşma moleküllerinin sayısını düzenler.

Su buharının özelliklerinin önemli bir özelliği karbondioksit ile pozitif ters ilişkisidir. Emisyondan kaynaklanan sera etkisinin, su buharlaşan moleküllerin etkisiyle yaklaşık iki katına çıktığı tespit edilmiştir.

Bu nedenle, bir sera gazı olarak su buharı, antropojenik iklim ısınması için güçlü bir katalizördür. Sera süreçleri üzerindeki etkisi yalnızca karbondioksit ile pozitif bağlantının özellikleriyle birlikte düşünülmelidir. Su buharı tek başına bu tür küresel değişikliklere yol açmaz.

Karbondioksit

Antropojenik kökenli sera gazları arasında lider bir yere sahiptir. Küresel ısınmanın yaklaşık %65'inin Dünya atmosferine artan karbondioksit emisyonuyla ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Gaz konsantrasyonunun artmasındaki temel faktör elbette insan üretimi ve teknik faaliyettir.

Yakıt yanması, atmosfere salınan karbondioksit kaynakları arasında ilk sırada yer almaktadır (toplam karbondioksit emisyonlarının %86'sı). Diğer nedenler arasında biyolojik kütlenin (çoğunlukla ormanlar) yakılması ve endüstriyel emisyonlar yer alıyor.

Karbondioksit sera gazı küresel ısınmanın en etkili etkenidir. Karbondioksit atmosfere girdikten sonra tüm katmanları boyunca uzun bir yol kat eder. Karbon dioksitin %65'inin hava zarfından uzaklaştırılması için gereken süreye etkin kalma süresi denir. Atmosferdeki karbondioksit formundaki sera gazları 50-200 yıl varlığını sürdürüyor. Sera etkisi süreçlerinde önemli rol oynayan, ortamda karbondioksit varlığının yüksek süresidir.

Metan

Atmosfere doğal ve antropojenik yollarla girer. Konsantrasyonu karbondioksitten çok daha düşük olmasına rağmen metan, daha önemli bir sera gazı görevi görür. 1 molekül metan'ın sera etkisinde 1 molekül karbondioksitten 25 kat daha güçlü olduğu tahmin ediliyor.

Şu anda atmosferde yaklaşık %20 metan (%100 sera gazlarından) bulunmaktadır. Metan, endüstriyel emisyonlar nedeniyle havaya yapay olarak karışıyor. Gaz oluşumunun doğal mekanizmasının, organik maddelerin aşırı çürümesi ve orman biyokütlesinin aşırı yanması olduğu düşünülmektedir.

Nitrik oksit (I)

Azot oksit üçüncü en önemli sera gazı olarak kabul edilir. Bu ozon tabakasına olumsuz etkisi olan bir maddedir. Sera etkisinin yaklaşık %6'sının tek değerlikli nitrik oksitten kaynaklandığı tespit edilmiştir. Bileşik karbondioksitten 250 kat daha güçlüdür.

Dinitrojen monoksit Dünya atmosferinde doğal olarak oluşur. Ozon tabakasıyla pozitif bir ilişkisi vardır: Oksit konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, tahribat derecesi de o kadar yüksek olur. Bir yandan ozonun azaltılması sera etkisini azaltır. Aynı zamanda radyoaktif radyasyon gezegen için çok daha tehlikelidir. Ozonun küresel ısınmadaki rolü araştırılıyor ve uzmanlar bu konuda ikiye ayrılıyor.

PFC'ler ve HFC'ler

Molekülün yapısında kısmen florun yer değiştirdiği hidrokarbonlar, antropojenik kökenli sera gazlarıdır. Bu tür maddelerin küresel ısınmaya toplam etkisi %6 civarındadır.

PFC'ler alüminyum, elektrikli ekipman ve çeşitli solventlerin üretiminden atmosfere salınır. HFC'ler, hidrojenin kısmen halojenlerle değiştirildiği bileşiklerdir. Ozon tabakasını tahrip eden maddelerin yerine üretimde ve aerosollerde kullanılırlar. Yüksek bir küresel ısınma potansiyeline sahiptirler ancak Dünya atmosferi için daha güvenlidirler.

Kükürt heksaflorür

Elektrik enerjisi endüstrisinde yalıtım maddesi olarak kullanılır. Bileşik, atmosferin katmanlarında uzun süre kalma eğilimindedir ve bu da kızılötesi ışınların uzun süreli ve kapsamlı bir şekilde emilmesine neden olur. Küçük bir miktarın bile gelecekte iklim üzerinde önemli bir etkisi olacaktır.

Sera etkisi

Süreç sadece Dünya'da değil aynı zamanda komşu Venüs'te de gözlemlenebiliyor. Atmosferi şu anda tamamen karbondioksitten oluşuyor ve bu da yüzey sıcaklığının 475 dereceye yükselmesine neden oluyor. Uzmanlar, okyanusların Dünya'nın aynı kaderden kaçınmasına yardımcı olduğundan emin: Karbon dioksiti kısmen emerek onu çevredeki havadan uzaklaştırmaya yardımcı oluyorlar.

Sera gazlarının atmosfere emisyonu ısı ışınlarını engelleyerek Dünya'nın sıcaklığının artmasına neden olur. Küresel ısınma, Dünya Okyanusu alanında artış, doğal afetlerde ve yağışlarda artış şeklinde ciddi sonuçlarla doludur. Kıyı alanlarında ve adalarda türlerin varlığı tehdit altına giriyor.

1997 yılında BM, her devletin topraklarındaki emisyon miktarını kontrol etmek amacıyla oluşturulan Kyoto Protokolünü kabul etti. Çevreciler, küresel ısınma sorununu tamamen çözmenin artık mümkün olmayacağından eminler, ancak devam eden süreçleri önemli ölçüde hafifletmek hala mümkün.

Sınırlama yöntemleri

Sera gazı emisyonları çeşitli kurallara uyularak azaltılabilir:

  • elektriğin verimsiz kullanımını ortadan kaldırmak;
  • doğal kaynakların verimliliğini artırmak;
  • orman sayısını artırmak, orman yangınlarını zamanında önlemek;
  • üretimde çevre dostu teknolojilerin kullanılması;
  • Yenilenebilir veya karbon dışı enerji kaynaklarının kullanımını tanıtmak.

Rusya'da sera gazları yoğun enerji üretimi, madencilik ve endüstriyel gelişme nedeniyle yayılıyor.

Bilimin asıl görevi, çevre dostu yakıtların icadı ve uygulanması, atık malzemelerin işlenmesinde yeni bir yaklaşımın geliştirilmesidir. Üretim standartlarında kademeli reform, teknik alanın sıkı kontrolü ve herkesin çevreye karşı dikkatli tutumu, küresel ısınmayı önemli ölçüde azaltabilir, artık önlenemez, ancak süreç hala kontrol edilebilir.

Sera gazları

Sera gazları, küresel sera etkisine neden olduğuna inanılan gazlardır.

Başlıca sera gazları, Dünya'nın termal dengesi üzerindeki tahmini etkilerine göre su buharı, karbondioksit, metan, ozon, halokarbonlar ve nitröz oksittir.

su buharı

Su buharı, etkinin %60'ından fazlasından sorumlu olan ana doğal sera gazıdır. Bu kaynak üzerindeki doğrudan antropojenik etki önemsizdir. Aynı zamanda, diğer faktörlerin neden olduğu Dünya sıcaklığının artması, buharlaşmayı ve neredeyse sabit bağıl nemde atmosferdeki toplam su buharı konsantrasyonunu arttırır, bu da sera etkisini artırır. Böylece bazı olumlu geri dönüşler ortaya çıkıyor.

Metan

55 milyon yıl önce deniz tabanının altında biriken devasa metan patlaması, Dünya'yı 7 santigrat derece ısıttı.

Aynı şey şimdi de olabilir; bu varsayım NASA'dan araştırmacılar tarafından doğrulandı. Antik iklimlerin bilgisayar simülasyonlarını kullanarak metanın iklim değişikliğindeki rolünü daha iyi anlamaya çalıştılar. Şu anda, sera etkisi üzerine yapılan araştırmaların çoğu, karbondioksitin bu etkideki rolüne odaklanıyor; ancak metanın atmosferde ısı tutma potansiyeli, karbondioksitin kapasitesini 20 kat aşıyor.

Gazla çalışan çeşitli ev aletleri, atmosferdeki metan içeriğinin artmasına katkıda bulunuyor.

Geçtiğimiz 200 yılda, bataklıklarda ve ıslak ovalarda organik maddenin ayrışması, gaz boru hatları, kömür madenleri gibi insan yapımı nesnelerden kaynaklanan sızıntılar, artan sulama ve gaz çıkışı nedeniyle atmosferdeki metan miktarı iki kattan fazla arttı. hayvancılık. Ancak metanın başka bir kaynağı daha var; okyanus çökeltilerinde bulunan, deniz tabanının altında donmuş olarak korunan, çürüyen organik madde.

Tipik olarak düşük sıcaklıklar ve yüksek basınç, metanın okyanusun altında sabit bir durumda kalmasını sağlar, ancak durum her zaman böyle değildi. 55 milyon yıl önce meydana gelen ve 100 bin yıl süren Geç Paleosen Termal Maksimum gibi küresel ısınma dönemlerinde, özellikle Hindistan yarımadasındaki litosferik plakaların hareketi, deniz tabanındaki basıncın düşmesine neden oldu ve büyük miktarda metan salınımına neden olur. Atmosfer ve okyanus ısınmaya başladıkça metan emisyonları artabilir. Bazı bilim adamları, eğer okyanus önemli ölçüde ısınırsa, mevcut küresel ısınmanın aynı senaryoya göre olayların gelişmesine yol açabileceğine inanıyor.

Metan atmosfere girdiğinde oksijen ve hidrojen molekülleriyle reaksiyona girerek karbondioksit ve su buharı oluşturur ve bunların her biri sera etkisine neden olabilir. Önceki tahminlere göre, yayılan metanın tamamı yaklaşık 10 yıl içinde karbondioksit ve suya dönüşecek. Eğer bu doğruysa, artan karbondioksit konsantrasyonları gezegenin ısınmasının ana nedeni olacaktır. Bununla birlikte, akıl yürütmeyi geçmişe atıfta bulunarak doğrulama girişimleri başarısız oldu - 55 milyon yıl önce karbondioksit konsantrasyonunda bir artışa dair hiçbir iz bulunamadı.

Yeni çalışmada kullanılan modeller, atmosferdeki metan seviyesi keskin bir şekilde arttığında, içindeki metanla reaksiyona giren oksijen ve hidrojen içeriğinin azaldığını (reaksiyon durana kadar) ve kalan metanın yüzlerce yıl havada kaldığını gösterdi. Yıllar geçtikçe kendisi de küresel ısınmanın nedeni haline geliyor. Ve bu yüzlerce yıl, atmosferi ısıtmaya, okyanuslardaki buzları eritmeye ve tüm iklim sistemini değiştirmeye yetiyor.

Metanın ana antropojenik kaynakları, hayvancılıkta sindirim fermantasyonu, pirinç yetiştiriciliği ve biyokütle yakımıdır (ormansızlaşma dahil). Son araştırmalar, MS 1. bin yılda atmosferik metan konsantrasyonlarında hızlı bir artışın meydana geldiğini göstermiştir (muhtemelen tarım ve hayvancılık üretiminin genişlemesi ve orman yangınlarının bir sonucu olarak). 1000 ile 1700 yılları arasında metan konsantrasyonları %40 oranında düştü, ancak son yüzyıllarda yeniden yükselmeye başladı (muhtemelen ekilebilir alanların ve meraların genişlemesi ve ormanların yakılması, ısınma için odun kullanılması, hayvan sayısının artması, kanalizasyonun bir sonucu olarak). ve pirinç ekimi). Metan tedarikine bir miktar katkı, kömür ve doğal gaz yataklarının geliştirilmesi sırasında meydana gelen sızıntılardan ve ayrıca atık bertaraf sahalarında üretilen biyogazın bir parçası olarak metan emisyonundan kaynaklanmaktadır.

Karbondioksit

Dünya atmosferindeki karbondioksit kaynakları volkanik emisyonlar, organizmaların yaşamsal faaliyetleri ve insan faaliyetleridir. Antropojenik kaynaklar arasında fosil yakıtların yakılması, biyokütlenin yakılması (ormansızlaşma dahil) ve bazı endüstriyel süreçler (örneğin çimento üretimi) yer alır. Karbondioksitin ana tüketicileri bitkilerdir. Normalde biyosinoz, ürettiği karbondioksitle hemen hemen aynı miktarda karbondioksiti emer (biyokütle bozunması dahil).

Karbondioksitin sera etkisinin yoğunluğu üzerindeki etkisi.

Karbon döngüsü ve dünya okyanuslarının geniş bir karbondioksit deposu olma rolü hakkında hâlâ öğrenilmesi gereken çok şey var. Yukarıda da belirtildiği gibi, insanlık mevcut 750 milyar tona her yıl 7 milyar ton CO2 formundaki karbonu ekliyor. Ancak emisyonlarımızın yalnızca yarısı (3 milyar ton) havada kalıyor. Bu, çoğu CO2'nin kara ve deniz bitkileri tarafından kullanılması, deniz çökeltilerine gömülmesi, deniz suyu tarafından emilmesi veya başka şekilde emilmesiyle açıklanabilir. CO2'nin bu büyük kısmının (yaklaşık 4 milyar ton) okyanuslar her yıl yaklaşık iki milyar ton atmosferik karbondioksiti emer.

Bütün bunlar cevaplanmamış soruların sayısını artırıyor: Deniz suyu atmosferik havayla tam olarak nasıl etkileşime giriyor ve CO2'yi emiyor? Denizler ne kadar daha fazla karbon emebilir ve küresel ısınmanın düzeyi denizlerin kapasitesini etkileyebilir mi? Okyanusların iklim değişikliğinin hapsolduğu ısıyı absorbe etme ve depolama kapasitesi nedir?

Bir iklim modeli oluştururken, aerosol adı verilen hava akımlarında bulutların ve asılı parçacıkların rolünü hesaba katmak kolay değildir. Bulutlar dünya yüzeyini gölgeleyerek soğumaya neden olur, ancak yüksekliklerine, yoğunluklarına ve diğer koşullara bağlı olarak dünya yüzeyinden yansıyan ısıyı da hapsederek sera etkisinin yoğunluğunu artırabilirler. Aerosollerin etkisi de ilginçtir. Bazıları su buharını değiştirerek bulutları oluşturan küçük damlacıklara yoğunlaştırıyor. Bu bulutlar çok yoğundur ve haftalarca Dünya yüzeyini gizler. Yani yağışla birlikte düşene kadar güneş ışığını engellerler.

Birleşik etki çok büyük olabilir: 1991'de Filipinler'deki Pinatuba Dağı'nın patlaması, stratosfere muazzam miktarda sülfat salarak dünya çapında iki yıl süren sıcaklık düşüşüne neden oldu.

Bu nedenle, esas olarak kükürt içeren kömür ve petrollerin yakılmasından kaynaklanan kendi kirliliğimiz, küresel ısınmanın etkilerini geçici olarak dengeleyebilir. Uzmanlar, aerosollerin 20. yüzyılda ısınma miktarını %20 oranında azalttığını tahmin ediyor. Genel olarak sıcaklıklar 1940'lardan bu yana artıyor, ancak 1970'den bu yana düşüyor. Aerosol etkisi geçen yüzyılın ortasındaki anormal soğumayı açıklamaya yardımcı olabilir.

2006 yılında atmosfere karbondioksit emisyonu 24 milyar ton olarak gerçekleşti. Çok aktif bir araştırmacı grubu, insan faaliyetinin küresel ısınmanın nedenlerinden biri olduğu fikrine karşı çıkıyor. Ona göre asıl mesele iklim değişikliğinin doğal süreçleri ve artan güneş aktivitesidir. Ancak Hamburg'daki Alman Klimatoloji Merkezi başkanı Klaus Hasselmann'a göre bunların yalnızca %5'i doğal nedenlerle açıklanabilir, geri kalan %95'i ise insan faaliyetlerinden kaynaklanan insan yapımı bir faktördür.

Bazı bilim adamları ayrıca CO2 artışını sıcaklıktaki artışla ilişkilendirmiyor. Şüpheciler, artan CO2 emisyonlarının sorumlusu olarak sıcaklıkların arttığını söylüyorsa, fosil yakıtların büyük miktarlarda yakıldığı savaş sonrası ekonomik patlama sırasında sıcaklıkların artmış olması gerektiğini söylüyor. Ancak Jeofizik Akışkanlar Dinamiği Laboratuvarı müdürü Jerry Mallman, artan kömür ve petrol kullanımının atmosferdeki kükürt içeriğini hızla arttırarak soğumaya neden olduğunu hesapladı. 1970'den sonra, CO2 ve metanın uzun yaşam döngülerinin termal etkisi, hızla çürüyen aerosolleri baskılayarak sıcaklıkların yükselmesine neden oldu. Dolayısıyla karbondioksitin sera etkisinin yoğunluğu üzerindeki etkisinin çok büyük ve inkar edilemez olduğu sonucuna varabiliriz.

Ancak artan sera etkisi felaket olmayabilir. Aslında, oldukça nadir görülen yüksek sıcaklıklar memnuniyetle karşılanabilir. 1900'den bu yana en büyük ısınma, endüstriyel sera gazı emisyonlarının en erken başladığı Rusya, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzey kısmını da içeren 40 ila 700 kuzey enlemlerinde gözlemlendi. Isınmanın büyük bir kısmı, dışarı çıkan ısıyı hapseden bulut örtüsünün artması nedeniyle geceleri meydana geliyor. Bunun sonucunda ekim sezonu bir hafta uzatıldı.

Üstelik sera etkisi bazı çiftçiler için iyi bir haber olabilir. Yüksek CO 2 konsantrasyonları bitkiler üzerinde olumlu bir etkiye sahip olabilir çünkü bitkiler fotosentez sırasında karbondioksiti kullanarak onu canlı dokuya dönüştürür. Bu nedenle, daha fazla bitki, atmosferden daha fazla CO2 emilimi anlamına gelir ve küresel ısınmayı yavaşlatır.

Bu fenomen Amerikalı uzmanlar tarafından incelenmiştir. Havadaki CO2 miktarının iki katı olan bir dünya modeli yaratmaya karar verdiler. Bunu yapmak için Kuzey Kaliforniya'daki on dört yıllık çam ormanını kullandılar. Ağaçların arasına döşenen borulardan gaz pompalandı. Fotosentez %50-60 arttı. Ancak etki kısa sürede tam tersi oldu. Boğucu ağaçlar bu kadar karbondioksitle baş edemedi. Fotosentez sürecindeki avantaj kaybedildi. Bu, insan manipülasyonunun nasıl beklenmedik sonuçlara yol açtığının bir başka örneğidir.

Ancak sera etkisinin bu küçük olumlu yönleri, olumsuz yönleriyle karşılaştırılamaz. Örneğin, CO2 hacminin iki katına çıktığı ve bu yüzyılın sonuna gelindiğinde CO2 konsantrasyonunun dört katına çıkacağının tahmin edildiği bir çam ormanı deneyini ele alalım. Sonuçların bitkiler için ne kadar felaket olabileceğini tahmin edebiliriz. Ve bu da CO2 hacmini artıracaktır, çünkü bitki ne kadar az olursa CO2 konsantrasyonu da o kadar yüksek olur.

Sera etkisinin sonuçları

sera etkisi gazlar iklim

Sıcaklıklar arttıkça okyanuslardan, göllerden, nehirlerden vb. suyun buharlaşması da artacaktır. Daha sıcak hava daha fazla su buharı tutabildiğinden, bu güçlü bir geri besleme etkisi yaratır: Ne kadar ısınırsa, havadaki su buharı içeriği de o kadar yüksek olur ve bu da sera etkisini artırır.

İnsan faaliyetinin atmosferdeki su buharı miktarı üzerinde çok az etkisi vardır. Ama diğer sera gazlarını da salıyoruz, bu da sera etkisini giderek daha yoğun hale getiriyor. Bilim adamları, çoğunlukla fosil yakıtların yakılmasından kaynaklanan artan CO2 emisyonlarının, 1850'den bu yana Dünya'nın ısınmasının en az yaklaşık %60'ını açıkladığına inanıyor. Atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonu yılda yaklaşık %0,3 oranında artıyor ve şu anda sanayi devrimi öncesine göre yaklaşık %30 daha yüksek. Bunu mutlak olarak ifade edersek her yıl insanlık yaklaşık 7 milyar ton ekliyor. Bu, atmosferdeki toplam karbondioksit miktarına (750 milyar ton) kıyasla küçük bir kısım olmasına ve hatta Dünya Okyanusunda bulunan CO2 miktarıyla karşılaştırıldığında yaklaşık 35 trilyon ton daha küçük olmasına rağmen, hala çok küçük bir orandır. önemli. Sebep: doğal süreçler dengededir, atmosfere böyle bir hacimde CO2 girer ve oradan uzaklaştırılır. Ve insan faaliyeti yalnızca CO2 ekliyor.